一種環保型抗靜電PET薄膜的製備方法及其產品與流程

2023-07-03 14:52:16

本發明屬於抗靜電材料
技術領域：
，特別涉及一種環保型抗靜電PET薄膜的製備方法，以及依據該製備方法製得的產品。
背景技術：
：靜電對日常生活和生產會產生一定的危害，尤其是在電子元件的生產和使用過程中，產生的靜電常常會給電子製造業帶來巨大的經濟損失。例如，在絕緣電子元件表面積累的電荷會形成電場並吸附粉塵引起短路；場發射半導體靜電積累可能造成電流迴路，當電荷所產生的電壓大於電晶體介質層的擊穿電壓時，則會致使介電層損毀。隨著電子製造業的快速發展，抗靜電技術的需求越來越普遍且迫切。聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)，簡稱PEDOT/PSS，是目前幾個可商業化生產的導電高分子中，唯一可在某種程度上同時確保高透光率和低阻值的原材料，該材料為近年來發展最快速並最受重視的一種導電高分子。在現有技術中，PEDOT/PSS水分散體已在抗靜電塗料的製備中獲得了巨大成功，將PEDOT/PSS類抗靜電塗料塗覆於製品上，可形成抗靜電塗層，從而發揮靜電消除作用。在現有技術中，PEDOT/PSS類抗靜電塗料所普遍使用的成膜物質主要是丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂等高分子樹脂，然而，這些樹脂都是由石油經過多次加工後生產製得，即這些成膜物質屬於「石油基成膜物質」；眾所周知，石油的煉製過程不可避免會產生大量汙染及三廢排放，同時，石油是不可再生資源，隨著石油資源的日益匱乏，這些樹脂的價格也將不斷攀升，造成PEDOT/PSS類抗靜電塗料的生產成本壓力不斷增大。PET薄膜是工業生產與日常生活中最常用的一種薄膜，塗覆有PEDOT/PSS類抗靜電塗料的PET薄膜的需求量很大；因此，目前，本領域的研發人員正致力於設計出一種全新的抗靜電PET薄膜的製備方法，使其避免使用丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂等高分子樹脂，以達到綠色環保和降低生產成本的目的。技術實現要素：針對上述現有技術中存在的缺陷與不足，本發明旨在提供一種全新的抗靜電PET薄膜的製備方法，具體地，發明人巧妙利用了可再生的植物基高分子材料為成膜物質，採用特定工藝進行製備。因此，本發明的第一方面提供了一種環保型抗靜電PET薄膜的製備方法，包括以下步驟：將以木薯氧化澱粉為成膜物質的抗靜電塗料塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中烘乾固化，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜；其中，所述抗靜電塗料按質量份配比包含以下組分：PEDOT/PSS水分散體1份，木薯氧化澱粉糊化液0.6～1份，羧甲基纖維素鈉糊化液0.1～0.2份，二甲基亞碸0.2～0.5份，潤溼流平劑0～0.11份，水3～5份，異丙醇3～5份。優選地，在上述製備方法中，所述抗靜電塗料的幹膜塗覆厚度為0.03～0.1μm。優選地，在上述製備方法中，所述烘乾固化的溫度為120～140℃。優選地，在上述製備方法中，所述烘乾固化的持續時間為1～3分鐘。優選地，在上述製備方法中，所述抗靜電塗料按以下步驟製備：先向反應容器中加入所述PEDOT/PSS水分散體，然後加入所述木薯氧化澱粉糊化液、所述羧甲基纖維素鈉糊化液、所述二甲基亞碸、所述潤溼流平劑、所述水，並以1000～2500rpm的轉速攪拌，最後加入所述異丙醇，繼續攪拌，即得所述抗靜電塗料。進一步優選地，在上述製備方法中，所述木薯氧化澱粉糊化液的固含量為15～25％。進一步優選地，在上述製備方法中，所述羧甲基纖維素鈉糊化液的固含量為1～2.5％。此外，本發明的第二方面，提供了一種環保型抗靜電PET薄膜，其由本發明第一方面所述的製備方法製得。在本發明所提供的技術方案中，發明人合理且巧妙地採用了可再生資源木薯加工製得的木薯氧化澱粉作為主要成膜物質，成功地將PEDOT/PSS類抗靜電塗料的成膜物質的原料改變為可再生原料，降低了生產成本；並且，採用木薯氧化澱粉為組分之一的所述抗靜電塗料的製備方法大大減少了三廢的排放，從而顯著降低了環境汙染，有利於人民群眾的身體健康，同時，避免了對不可再生資源——石油的依賴，從而有利於實現可持續發展。此外，所述環保型抗靜電PET薄膜的製備方法整體工藝簡單，操作方便，利於大規模工業化生產；依據該製備方法製得的環保型抗靜電PET薄膜的抗靜電性能優異，達到了採用聚氨酯樹脂作為成膜物質的抗靜電PET薄膜的抗靜電性能；因此，本發明所提供的環保型抗靜電PET薄膜的製備方法及其產品具有廣闊的應用前景與良好的市場潛力。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發明作進一步闡述，但本發明並不限於以下實施方式。第一方面，本發明提供了一種環保型抗靜電PET薄膜的製備方法，包括以下步驟：將以木薯氧化澱粉為成膜物質的抗靜電塗料塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中烘乾固化，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜；其中，所述抗靜電塗料按質量份配比包含以下組分：PEDOT/PSS水分散體1份，木薯氧化澱粉糊化液0.6～1份，羧甲基纖維素鈉糊化液0.1～0.2份，二甲基亞碸0.2～0.5份，潤溼流平劑0～0.11份，水3～5份，異丙醇3～5份。在一個優選實施例中，所述抗靜電塗料的幹膜塗覆厚度為0.03～0.1μm。在一個優選實施例中，所述烘乾固化的溫度為120～140℃。在一個優選實施例中，所述烘乾固化的持續時間為1～3分鐘。在一個優選實施例中，所述抗靜電塗料按以下步驟製備：先向反應容器中加入所述PEDOT/PSS水分散體，然後加入所述木薯氧化澱粉糊化液、所述羧甲基纖維素鈉糊化液、所述二甲基亞碸、所述潤溼流平劑、所述水，並以1000～2500rpm的轉速攪拌，最後加入所述異丙醇，繼續攪拌，即得所述抗靜電塗料。在一個進一步優選的實施例中，所述木薯氧化澱粉糊化液的固含量為15～25％。在一個進一步優選的實施例中，所述羧甲基纖維素鈉糊化液的固含量為1～2.5％。第二方面，本發明提供了一種環保型抗靜電PET薄膜，其由本發明第一方面所述的製備方法製得。為了更好地理解本發明所述的技術方案，現通過以下實施例對其作進一步解釋和說明，但本發明並不限於以下實施例。實施例1(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為25％的木薯氧化澱粉糊化液、固含量為2.5％的羧甲基纖維素鈉糊化液、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以1000rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料A1；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料A1塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，幹膜塗覆厚度為0.1μm，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中於120℃下烘乾固化1分鐘，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜，測得其表面電阻為105Ω/□。實施例2(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為20％的木薯氧化澱粉糊化液、固含量為1.8％的羧甲基纖維素鈉糊化液、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以1500rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料A2；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料A2塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，幹膜塗覆厚度為0.08μm，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中於120℃下烘乾固化3分鐘，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜，測得其表面電阻為105Ω/□。實施例3(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為15％的木薯氧化澱粉糊化液、固含量為1％的羧甲基纖維素鈉糊化液、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以2000rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料A3；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料A3塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，幹膜塗覆厚度為0.09μm，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中於130℃下烘乾固化3分鐘，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜，測得其表面電阻為105Ω/□。實施例4(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為24％的木薯氧化澱粉糊化液、固含量為2.2％的羧甲基纖維素鈉糊化液、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以1500rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料A4；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料A4塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，幹膜塗覆厚度為0.07μm，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中於120℃下烘乾固化1分鐘，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜，測得其表面電阻為106Ω/□。實施例5(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為18％的木薯氧化澱粉糊化液、固含量為2.0％的羧甲基纖維素鈉糊化液、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以2500rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料A5；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料A5塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，幹膜塗覆厚度為0.06μm，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中於130℃下烘乾固化2分鐘，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜，測得其表面電阻為105Ω/□。實施例6(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為16％的木薯氧化澱粉糊化液、固含量為1.2％的羧甲基纖維素鈉糊化液、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以2500rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料A6；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料A6塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，幹膜塗覆厚度為0.03μm，再將塗覆後的PET薄膜在烘箱中於140℃下烘乾固化1分鐘，然後冷卻到室溫，即製得所述環保型抗靜電PET薄膜，測得其表面電阻為107Ω/□。對比例1(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為35％的聚氨酯樹脂、二甲基亞碸、水，並以2500rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料D1；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料D1塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，並在烘箱中烘乾固化，然後冷卻到室溫，製得抗靜電PET薄膜；具體幹膜塗覆厚度、固化溫度、固化時間，以及它們所對應的抗靜電PET薄膜的表面電阻數據如下表1所示：表1幹膜塗覆厚度/μm固化溫度/℃固化時間/min表面電阻/Ω/□0.0814011060.141203106對比例2(1)先向反應容器中加入PEDOT/PSS水分散體，然後加入固含量為20％的聚氨酯樹脂、二甲基亞碸、潤溼流平劑、水，並以2000rpm的轉速攪拌，最後加入異丙醇，繼續攪拌，製得抗靜電塗料D2；其中，各組分的質量份配比如下：(2)將抗靜電塗料D2塗覆於經過電暈處理的PET薄膜上，並在烘箱中烘乾固化，然後冷卻到室溫，製得抗靜電PET薄膜；具體幹膜塗覆厚度、固化溫度、固化時間，以及它們所對應的抗靜電PET薄膜的表面電阻數據如下表2所示：表2幹膜塗覆厚度/μm固化溫度/℃固化時間/min表面電阻/Ω/□0.0714011050.111203105以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp